高压旋喷灌浆的施工方法及重点环节

刘庆彪

【摘要】高压旋喷灌浆法是在化学注浆法的基础上逐渐发展起来的一种对地基土体进行加固的方法。多用于病险库除险加固、施工围堰以及江、河、湖、堤、坝等水工建筑物防渗处理。文章从高压喷射灌浆技术及其意义入手，对高压喷射灌浆施工技术的要点和施工工艺进行了分析，并进一步对水利工程高压喷射灌浆施工的质量控制进行了具体的阐述

【关键词】高压；旋喷灌浆；施工方法；重点环节

我国幅员辽阔，不同地区具有差异十分明显的地质特征，而随着人类文明的不断发展，越来越多的工程施工项目开始在不同地区不同程度的展开。随着建筑物海拔高度和质量要求的不断提高，原有的基础加固方法大多数都被一些复杂的地质条件淘汰掉了，而保留下来应对一些复杂地质条件的最有效加固方法为高压旋喷灌浆法，接下来我们对高压旋喷灌浆法做简要的了解和分析。

1、高压旋喷灌浆法概述。

高压旋喷灌浆法是在化学注浆法的基础上逐渐发展起来的一种对地基土体进行加固的方法。施工的形式一共有三种，即单管法、双管法、三管法。

单管法是利用直径42或者50毫米的地质钻管作为灌浆管将水泥的高压浆从20兆帕的喷嘴中喷射到将要施工的土体区域内部，使水泥浆液与土体充分的结合，最后凝固成一种十分坚硬的混合体。

双管法则是以压缩空气和高压的水泥浆液作为介质，采用两个通道的液体气体同轴喷嘴喷出高压浆液和压缩空气，浆液的压力也为20兆帕，压缩气体则以0.7兆帕的压强环绕液体喷射流，喷射物共同作用于将要施工的土体区域，从而完成浆液的灌注。

三管法是采用压缩气体、水泥浆液和高压水流共同作为喷射介质，在具体的喷射过程之前要先采用钻机将土体钻出直径150至219毫米的施工孔，然后再把这三种介质同时喷灌到施工孔中。

施工对象如果是均质的土壤，则施工形成的圆柱体也会十分均匀，如果土壤不是均质的，则旋喷的圆柱体也会出现或大或小的不规则现象。喷射机械也会影响工程的质量，如果喷射流的提升速度不均匀，脉动不均匀等，都会使圆柱体表面粗糙变形，如果不采取相应的补救措施，很容易出现水泥主体上粗下细，呈现萝卜状。

高压旋喷灌浆技术主要适用于松散的土壤结构，如果土壤中含有较大的石块或者大量其他的杂志，则应该先进行现场试验之后才能确定施工方法。

2、施工环节中常见的问题以及相关的解决方法。

首要的问题是施工过程中不冒浆，产生这种情况的主要原因是土体结构不稳定或者地层中存在大量的空隙，针对这种情况的处理方法为在水泥浆液中掺加适量的速溶剂，缩短灌浆之后水泥在土体结构中的凝固时间，使浆液在一定的地层范围内凝固在空隙地段增大注浆量，填满空隙之后在繼续正常的旋喷作业。

第二个问题是冒浆量过大，其主要的原因为高压喷头的有效的喷射范围与注浆量匹配不合理，处理方法为提高喷射压力，加快旋转速度，适当的减少喷嘴的直径。

第三个问题固结体的顶部出现凹穴，造成这种状况的原因是浆液会析出水分，使固结体出现体积上的欠缺，最终产生收缩现象。解决的主要方法为：旋喷施工之后，开挖出固结体的顶部，对凹穴灌注浆料，或者直接从旋喷孔中再次注入浆液直到凹穴填满为止，对于已经建成的建筑物，则采用二次灌浆的方法更为有效。

第四个问题为固结体上粗下细，产生这种状况的原因是地层之间存在差异，而旋喷的过程中却没有应对这种差异的参数变化。解决办法为认真分析调研施工区域内的土层和土质的情况，分层次的进行旋喷灌浆，针对不同的土层结构设置不同的旋喷参数。

3、泥浆漏失

泥浆漏失也是钻孔过程中经常出现的问题，导致该问题的原因一般跟地层情况有较大关系。泥浆漏失若处理不及时或者处理方法不当，不仅会对钻孔进度有严重的影响，而且对喷孔质量也会造成极为不利的影响。出现泥浆漏失后，需要根据漏失量来决定其对应的解决措施：若泥浆漏失量较小时，首先应继续喷射泥浆，让其“吃饱”，从而减少喷浆时的水泥漏失量；若漏失量较大，此时需要对漏浆处进行封堵，一般方法是将砂、黏土和少量的水泥压入孔内漏浆处。

4、漏浆

漏浆或者孔口不冒浆，都极有可能是地层中存在较大空隙，通常采取以下措施：在浆液中掺入适量的速凝剂，从而缩短固结时间，保证浆液在相对较小的范围内凝固，以避免浆液大量流向空隙处；此外在空隙地段需要增大注浆量，当空隙不大时，可以较快地填满空隙，然后继续正常喷浆施工。

以上是施工过程中经常出现的问题以及相关的解决措施，除了这些问题之外，施工过程中也有一定的施工要求，否则会产生更多的混凝土质量问题，接下来说一下施工前都要做哪些前期准备工作。

5、高压旋喷灌浆施工的前期准备。

高压旋喷灌浆质量的好快与其作业条件有着十分紧密的联系，接下来我们了解具体的细节。

对于施工区域内的地表、空中障碍物、和地下都要进行彻底的清理，对于一些很难移动或者不能移动的障碍物必须进行标注，并做好相应的保护措施。为了保证各种施工材料按时按量的运送到施工现场，必须做到道路畅通、电力畅通和水资源保障畅通，如果这些不能得到保证则有可能影响施工以影响整个灌浆工程的质量。

对于特殊条件下的施工也有一定的要求，比如雨季施工时应该做好排水措施，设备和相关的施工材料不允许堆砌在低洼的地方；在冬季施工时，水泥干灰要集中堆放在一起，，并做好一定的保温措施，防止施工时水泥内部和外表的温度不一致造成拉压应力变化。

施工前要对设备进行调试，施工之前机座要保持平稳，喷射过程应该由下到上依次进行，一些管路的拆卸过程时间一定要短，防止阻塞喷嘴和塌孔的现象发生，换管路处理之后，下一次的管路位置应该比原来的高度下降二十到五十厘米。涉及到具体操作流程还有好多细节，在这里就不一一赘述。

最后就是对喷灌部位进行检查和验收，由相关技术人员进行专业的验收完成之后就结束了高压旋喷灌浆施工的操作。

结束语：

随着建筑物海拔高度和质量要求的不断提高，原有的加固土体的地基加固方法大多数都被一些复杂的地质条件淘汰掉了，而保留下来应对一些复杂地质条件的最有效加固方法为高压旋喷灌浆法，必须严格按照技术规范操作，加强高压喷射灌浆施工中的质量控制，科学的运用灌浆技术，确保水利水电工程的各项性能能够更好地发挥出来

参考文献：

[1]叶斌，李学武。高压喷射灌浆施工技术[J].西部探矿工程，2004，（10）

[2]刘发顺，龚云龙。高压喷射灌浆防渗墙施工质量控制[J].江苏水利，2006，（4）